牛津通識讀本：物理學（中文版）

隔行如隔山。但是還是想寫一個長評，以此紀念七年以來，我終於感受到了物理的美。大部分陳述經歷，個人的感受比較豐富，職業病了。 還是先寫書評吧！ 整部書結構很清晰，先是簡略地介紹了物理學學科發展史；隨後界定物理學研究對象及範圍；再從各個角度介紹了物理學研究方法論；又羅列物理學的日常應用和學科交叉；再到物理學在社會中的地位；最後對物理學發展進行了展望。 外行進行粗涉，本書足夠讓人瞭解物理學學科史的重要事紀。但如果想進一步瞭解物理學裏有趣的推理、經典的結論等等，本書的體量似乎遠遠無法承載。 不過，正如“VSI”牛津通識讀本其名（Very Short Introductions），本書的目的也是一個導論，管窺整個物理學世界，但也僅僅掀露一隅，對充滿好奇心的讀者來說，淺嘗輒止的感受總讓你抓耳撓腮。 其次就是，本套叢書最早出版於1995年，譯介至國內也有一段時間了。1/4個世紀已經過去，學科內部研究日新月異，要想了解物理學的前沿或許有些美中不足。 不過結合我對身邊物理學專業同學的採訪（個人觀點），研究前沿還是量子物理，只能推測學科研究更加專、細了。 本書作者的觀點很審慎，也很謙虛。雖體量有限，但可以縱覽一享。 ———————— 以另一個學科的視野觀察宇宙，在閱讀裏，我充滿了驚喜與好奇。 以前一直學不懂物理。 我現在還清楚地記得14歲第一次接觸物理的時候，習題集有一道選擇題，要我選出受到壓強最大的長方體。涉及的公式是最簡單的p=F/S，但我做了很多次，那道題都還是錯的。 我也忘記了那道題目的條件是什麼，但是我就是選錯很多次。而且，它偏偏是習題集最簡單的第一道題。 我不明白物理學的意義是什麼。 看着身邊同齡人爲物理如癡如醉，做題也甘之如飴，我的腦子裏充滿了問號。 但我良善。我試圖給自己洗腦。 什麼“析萬物之理，判天地之美”咯，什麼觀察日常生活中的細節咯。沒用。 但是當時就讀《球狀閃電》、《三體》，科幻裏佶屈聱牙的物理公式似乎沒有課本里那麼枯燥乏味，讓我能靜下心來。所以後來進入文學專業，也是一種緣分。 但是和物理學的緣分，似乎等了很久，很久。 起因是另一位研究化學的B站up主畢導的一句話，他說物理學是研究、解釋日常可見的生活，到整個宇宙的原理。 我頓然，似乎突然就懂了物理學的美和魅力。爲什麼那麼多人對物理瘋狂着迷，是因爲它用最簡潔的語言（數學）解釋了最貼近我們隨處可見的現象。 “爲什麼世界是這樣的呢？” “爲什麼蘋果要掉下來呢？” 一切源於好奇。對這些現象的好奇。 拋開形而上的對現象的分析，而只是進入現象本身，我覺得物理是充滿實體、肉感的力量的學科。 太美了。 而我被畢導strike的那一下，就像《紅樓夢》裏賈母拉着林黛玉和賈寶玉的手說：“不是冤家不聚頭。”而兩人心下思忖，暗自感慨，而又默默讚許的時刻。 我原以爲我和物理是冤家。 但《紅樓夢》告訴我，冤家的意思並非老死不相往來，而是極相愛戀。 好像以前我和物理的關係，正如張愛玲在《半生緣》所說：“誰同我天上人間，誰同我恨海情天。” 那一瞬間，是我世界裏，宇宙的開始。

#《牛津通識讀本》之75:物理學 本書是西德尼·佩爾科維茨教授所著，南京大學物理學院顧民教授作序。說到這裏，想起年輕時一件憾事，我曾經非常想報考南京大學物理系研究超導，不過陰差陽錯學了空氣動力學。15歲時讀了一本講超導現象的書，覺得很神奇，當然現在才知道，這其實是一種量子相變現象。 物理學發端於古希臘人研究“自然哲學”，他們很早就提出“四元素說”、“原子論”、“地圓說”。早在秦始皇統一中國之前，古希臘數學家、亞歷山大圖書館館長埃拉托色尼就通過計算夏至日正午太陽投影在阿斯旺和亞歷山大的偏差，計算出地球周長。 本書歸納了物理學的幾個哲學信條：一是“這個世界可以通過理性來理解”，以及“因果律”；二是奧卡姆剃刀原則；第三，用諾貝爾獎得主尤金·維格納的話來說，是對“數學超乎尋常的有效性”的信念。第四，物理量的守恆律，以及與之對應的“對稱性”。 自牛頓以來，物理學對理解這個世界幾乎無往不勝，但量子力學的世界卻不像經典世界那有“可以理解”。儘管哥本哈根詮釋取得了驚人的成功，卻只能“知其然而不知其所以然”，無法用理性來理解其實在。 以前看過NASA一部短片，說“這個宇宙最奇妙之處就在於，居然創造出了能夠來觀察宇宙自身的人類”。朝聞道夕死可矣。

《牛津通識讀本：物理學》內容總結 本書是美國埃默裏大學物理學榮休教授西德尼·佩爾科維茨爲大衆撰寫的物理學科普著作，隸屬於牛津大學經典的“通識讀本”系列。全書摒棄複雜的數學公式與晦澀術語，以通俗生動的敘事，從歷史脈絡、學科本質、研究範式、技術應用、社會影響和未來前沿六大維度，完整勾勒出物理學的全貌，既覆蓋了從亞原子粒子到宇宙尺度的全範疇研究內容，也揭示了物理學作爲自然科學基石的核心價值與人文意義。 第一章 一切自希臘人始：物理學的發展脈絡 本章完整梳理了物理學從萌芽到現代的完整發展史，點明瞭貫穿物理學始終的核心主線——人類對大自然的好奇心，以及相信自然存在可被理解、可預測的因果規律的理性信念。 1. 思想起源：追溯“physics”一詞源自希臘語詞根“physis”（自然），古希臘自然哲學家對運動、天體運行的早期探索，奠定了用理性而非神話認知自然的思想根基，是物理學的思想源頭。 2. 科學方法的確立：文藝復興時期，哥白尼、開普勒、伽利略完成了關鍵突破，通過定量觀測、受控實驗推翻了傳統的地心說與運動假說，確立了“實驗+數學建模”的現代科學研究方法，爲經典物理學奠定了基礎。 3. 經典物理體系的建成：牛頓建立的經典力學體系，完成了地面運動與天體運行規律的統一，構建了經典物理的核心框架；19世紀麥克斯韋電磁學理論實現了電與磁的統一，揭示了光的電磁本質，將經典物理推向巔峯。 4. 現代物理的兩大革命：20世紀初，愛因斯坦的相對論徹底重塑了人類對時空、質量與能量的認知，打破了經典力學的絕對時空觀；量子力學的誕生，則打開了微觀亞原子世界的大門，揭示了微觀世界的基本規律，二者共同構成了現代物理學的兩大支柱。 第二章 物理學包括什麼，不包括什麼：學科邊界與核心範疇 本章清晰界定了物理學的學科定義、研究尺度、核心分支，同時明確了物理學的學科邊界，爲讀者搭建了完整的物理學知識框架。 1. 核心定義：物理學是研究物質、能量、力及其相互作用的基礎自然科學，其核心目標是探尋自然界普適、可量化、可證僞的基本規律。 2. 研究尺度：物理學的研究範疇橫跨自然界的全部尺度，小到夸克、中微子等亞原子粒子的微觀量子世界，大到恆星、星系、黑洞乃至整個可觀測宇宙的宏觀宇宙學尺度，覆蓋了自然萬物的底層運行規則。 3. 核心分支體系：系統梳理了物理學的核心分支，包括經典力學、熱力學與統計物理、電磁學、狹義與廣義相對論、量子力學、粒子物理、凝聚態物理、天體物理與宇宙學等，同時解釋了各分支的核心研究對象與內在關聯。 4. 學科邊界與關聯：明確了物理學的研究邊界——聚焦於自然世界的基本規律，不涉及超自然、不可證僞的命題，也不覆蓋人文社科領域的核心議題。同時闡明，物理學是化學、生物學、地質學、天文學等其他自然科學的理論基石，其研究方法與理論模型爲諸多交叉學科提供了核心分析工具。 第三章 物理學的運作：科學範式與思維方法 本章是全書的方法論核心，跳出了具體的物理知識，揭祕了物理學研究的完整實踐體系，讓讀者理解“物理學家如何思考與工作”。 1. 核心研究邏輯：拆解了物理學研究的完整鏈條：從好奇心驅動的科學提問出發，通過精準的定量觀測與數據記錄，設計可重複的受控實驗，再通過數學工具構建理論模型，最終通過實驗驗證理論的真僞，並根據實驗結果修正、完善理論，形成閉環的科學研究範式。 2. 物理學家的核心思維：闡釋了物理學的核心思維方式——從複雜的現實現象中提煉普適規律，通過簡化的理想模型處理複雜問題，堅持理論的可證僞性，強調理論預測與實驗結果的嚴格對應，同時釐清了理論物理與實驗物理的分工、協同與相互促進的關係。 3. 物理學的現實運作生態：打破了“物理學只存在於實驗室與書本中”的認知，詳細介紹了物理學家的培養體系、科研經費的來源與分配、學術共同體的同行評議機制，以及重大物理發現背後的科研協作與競爭，讓讀者理解物理學是一套完整的、與社會深度綁定的科學實踐體系。 第四章 物理學的應用與擴展：從基礎理論到技術文明 本章以大量日常案例爲依託，展現了物理學如何從基礎理論轉化爲現實技術，成爲現代人類文明的底層支撐。 1. 現代技術的物理根基：闡明瞭幾乎所有現代核心技術都源於物理學的基礎理論突破：半導體物理催生了晶體管與集成電路，奠定了計算機、智能手機與數字通信的基礎；電磁學理論支撐了全球電力系統、無線電、雷達、移動通信的發展；熱力學與流體力學推動了內燃機、航空航天技術的進步；量子力學是激光、核磁共振成像、量子計算、量子通信等前沿技術的理論核心；凝聚態物理則帶來了超導、納米材料等新材料革命，重塑了全球工業與科技的發展路徑。 2. 對其他學科的賦能與滲透：梳理了物理學向其他學科的深度擴展，物理化學、生物物理、地球物理、天體物理等交叉學科的誕生與發展，本質上是物理學的研究方法、理論模型向其他科學領域的延伸，推動了生命科學、地球科學、天文學等諸多領域的重大突破。 第五章 社會中的力：物理學的人文與社會影響 本章跳出純科學範疇，探討了物理學對人類世界觀、社會發展、文化與全球治理的深刻影響，揭示了物理學的社會屬性與人文價值。 1. 世界觀的重塑：物理學的每一次重大突破，都徹底顛覆了人類對自身在宇宙中位置的認知：從地心說到日心說，打破了人類中心主義的宇宙觀；從經典力學到相對論、量子力學，重構了人類對時空、因果、物質本質的理解，深刻影響了全球哲學體系與人類的自然觀。 2. 社會發展的雙重影響：一方面，物理學帶來的能源革命、醫療技術、信息技術，極大提升了人類的生活質量與社會生產力，成爲推動人類文明進步的核心動力；另一方面，也直面了物理學技術的倫理風險，比如核武器研發帶來的核威懾與核安全問題、科技發展引發的環境挑戰，明確了科研倫理與技術邊界的重要性。 3. 全球挑戰的核心解決方案：闡明瞭物理學在全球可持續發展中的核心作用，氣候變化的觀測與建模、新能源技術的研發、環境污染的治理等全球性議題，都高度依賴物理學的基礎理論與觀測技術，物理學是人類應對全球挑戰的核心科學工具。同時，也展現了物理學對流行文化、藝術、科幻創作的深遠影響，黑洞、時空旅行、量子世界等物理概念，已成爲全球文化創作的核心靈感來源。 第六章 未來的物理學：尚待解答的問題 本章展望了物理學的前沿領域，梳理了當前物理學面臨的重大未解謎題，點明瞭物理學未來的發展方向與核心挑戰。 1. 理論物理的終極挑戰：當前物理學最大的核心難題，是廣義相對論與量子力學的統一——兩大現代物理的支柱理論在微觀與宏觀尺度存在根本性矛盾，量子引力理論的構建（弦理論、圈量子引力等均爲候選方向）被稱爲物理學的“聖盃”，至今尚未得到實驗驗證。 2. 宇宙學的核心謎題：暗物質與暗能量佔據了宇宙總質能的95%以上，但人類至今對其本質一無所知，這是當代宇宙學最大的空白；同時，宇宙的起源與初始條件、黑洞的奇點與信息悖論、宇宙的最終命運等問題，也仍未得到完整解答。 3. 粒子物理與應用物理的前沿：粒子物理標準模型仍存在不完備性，希格斯玻色子的後續研究、超出標準模型的新粒子、中微子的質量本質等，是粒子物理未來的核心探索方向；而凝聚態物理、量子技術領域，室溫超導的實現、量子計算與量子通信的規模化應用、新型功能材料的研發，將是未來物理學技術轉化的核心賽道。 4. 核心主旨：作者指出，這些未解之謎正是物理學持續發展的核心動力，人類對自然的好奇心將繼續推動物理學不斷突破認知邊界；同時也強調，未來物理學的發展，必須與倫理規範、社會治理深度結合，讓科技進步始終服務於人類的可持續發展。 全書核心主旨與價值 本書並非一本傳統的物理公式手冊，而是一本面向大衆的物理學“通識指南”。佩爾科維茨不僅完成了物理知識的通俗化普及，更核心的價值在於，讓讀者真正理解物理學的核心精神——用理性、實證的方式探索自然的本質；同時讓讀者看到，物理學不是孤立於社會的象牙塔學問，而是與人類的世界觀、技術文明、社會發展、未來命運深度綁定的基礎科學，既展現了物理規律的科學之美，也揭示了物理學深刻的人文價值與社會責任。

本書算是一本物理學導論，作者是物理學家美國人西德尼•佩爾科維茨。2017-18年成書，19年出版，很新。 作者假設讀者只有少量物理學的預備知識，因此在敘述上沒有使用數學化的語句，而是採用描摹式、概念式的描寫。這是一大特點，很大程度上降低了閱讀門檻。 全書分爲六章。 第一章是物理學史，從古希臘的自然哲學講到21世紀的物理學。 第二章講物理學的定義、分科及其特點。本章將物理學的範圍侷限於研究物質和能量，忽視了自1948年以來信息域的擴展。在二十世紀後半葉，信息論與熱力學深度融合，同時成爲量子力學的基礎。量子信息理論正是本世紀物理學研究的核心，但作者隻字未提。就本書的成書時間而言，屬實不應該。 三到四章講物理學在理論與應用上的成就。第三章末尾提出“理論正確與否不由少數服從多數決定，也不由參與研究的人數決定，而取決於它是否符合實驗結果。”暴露了作者在科學哲學方面的見解還停留在一百年前的邏輯實證主義，考慮到他自稱偏實驗研究，可以理解。第四章是我的盲區。 第五章講物理學與社會的聯繫，聚焦於對比美國和歐洲人關於物理學的看法。 第六章專門講物理學的前沿。中間提到，若融合廣義相對論和量子力學的量子引力理論得到驗證，那人類就進入了“後現代物理學”時代。這個說法很有意思，因爲人文社科範疇的“後現代主義”是對現代性的反叛，但物理學的“後現代”卻是對現代物理學的補全。章末回顧古希臘物理學的經典問題，與第一章開頭形成呼應。

對於物理學的內容實在是太多了，使用簡單方式來歸納和總結起來還是非常困難的。對於物理學也許是一個非常奇怪的學習過程，本來是自己最好的學科，在高中的時候是物理課代表，一直都是班級之中學習最好的，但是在高考的時候竟然僅僅及格而已，使得父母對於自己態度大變，算是一種失望吧，在家即使稍微玩一會兒都是遭到了白眼，所以高考之後的假期算是最爲難過的時間。但對於物理學本身的喜歡還是沒有太多變化，非常類似於虐我千百遍，愛之如初戀的狀態，因爲對於世界本身的運行模式總是可以充滿了好奇心。但是因爲被傷過了，所以考研的時候寧可考高數也不會考物理了，儘管學習的還是很好的。特別是在讀研期間，對於非線性的物理學以及遠離平衡條件的物理學，也許就是我們對於世界的思考不斷變化的，而且那些分形的分析給自己帶來了全新的感受，物理學是可以被我們所觀察的。特別是在那個時間也是閱讀了英文版的費曼物理講義，算是同學們之間流傳的非常有意思的內容，因爲那些準備考 G 的同學可以用來擴大詞彙量，對於自己來說纔有簡單明瞭的方式把物理概念解釋的非常清楚，同時也瞭解與我們課本不一樣的方式來解釋相同的知識，其實大家來完成這樣的內容就是理解高度的表達形式，帶來了全新的世界理解，對於分子描述可以作爲物理學的基礎。也閱讀了若干關於自然科學發展的過程，對於物理學的故事總是會更多一些，因爲所描述的內容總是可以被我們理解，而且充滿了跌宕起伏。對於物理學本身就是科學的一部分，是我們世界最爲基本的理解，從學習的過程來說，牛頓力學爲基礎來進行，隨後就是稍微一點相對論了，再者就是光電磁了，可能還有一點就是量子力學以及統計物理了，其實對於物理世界還是更加豐富一些。

這是一本超簡潔的物理學讀物，碰到感興趣的科學史或知識點，可以再去找尋相應書籍來讀。我們處於什麼時代？量子電磁學、標準模型、宇宙大爆炸、暗物質、暗能量、相對論等等，都不是萬物統一論，都還有疑惑、還有感覺不是很妥帖的地方。物理科學的底線是必須可以做實驗驗證，走向玄學的猜想應該視作文學作品。

《牛津通識讀本：物理學（中文版）》是由美國埃默裏大學物理學榮休教授西德尼·佩爾科維茨所著，該書旨在爲讀者提供一場啓迪心智的物理學探究之旅。南京大學物理學院教授顧民在序言中推薦了這本書，認爲佩爾科維茨教授以形象生動、概念清晰的方式描繪了物理學的內容，完全拋棄了數學化語言，使得即使是沒有深厚物理基礎知識的讀者也能夠輕鬆理解並深入瞭解物理學這門偉大的學科。 佩爾科維茨教授在書中縱覽了物理學的發展和演化，揭示了物理學的運作方式，包括物理學家如何思考，物理學研究由誰資助，以及物理學如何支撐着我們所使用的科學技術。從希臘自然哲學家的思想到現代量子理論，再到能源生產等話題，本書呈現了純物理理論的演變和應用物理學的影響。此外，書中還探討了物理學對於社會文化的影響，以及它如何讓我們重新審視人類在宇宙中的位置。 諾貝爾化學獎得主羅阿爾德·霍夫曼稱讚佩爾科維茨教授的作品，認爲他用清晰的語言向讀者展示了人類對於這個世界單純的好奇心如何指引我們去理解從地球內部到光年之外的黑洞等一切事物。這就是物理學！霍夫曼指出，佩爾科維茨教授的書是一段啓迪心智的物理學之旅，能夠引導讀者理解從夸克到廚房裏的電冰箱的一切事物。 總的來說，《牛津通識讀本：物理學（中文版）》是一本適合廣大讀者的科普書籍，無論是對物理學感興趣的普通讀者，還是希望瞭解物理學基礎知識的學生，甚至是專業的物理學研究者，都能從中獲得啓發和知識。書中的內容既深入淺出，又富有啓發性，是一本不可多得的物理學啓蒙讀物。

物理學是研究物質與能量的基礎科學，研究對象涵蓋從亞原子到整個宇宙的各個尺度。書中縱覽物理學的發展演化，揭示其運作方式，包括物理學家的思考方式、研究資助來源，以及物理學對科學技術的支撐作用，還探討了物理學對社會文化的影響和人類在宇宙中的位置。

太泛了，像是那種專業不會讀，業餘讀了跟沒讀一樣的東西。 但作爲一個大綱還是不錯，其實牛津這個系列都有一點這種感覺，如果能在每個章節後列出推薦深入閱讀的書籍觀感會好很多。

一句話講完這本書------系統性的闡明21世紀現代物理學